KR20170085111A - 커넥터 하우징의 전기 조립체 - Google Patents

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아브라함 루이스 쇼켓
라일 스탠리 브라이언
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Abstract

전기 커넥터의 하우징에 고정되도록 구성되는 전기 조립체는 전기 패키지 및 도체를 포함한다. 상기 전기 패키지는 기판 상에 배치되고 상기 기판에 전기적으로 연결된다. 상기 도체는 상기 전기 패키지로부터 이격된 위치에서 상기 기판에 종단되어 상기 기판에 전력 또는 제어 신호 중 적어도 하나를 제공한다. 상기 도체의 종단 세그먼트는 상기 전기 패키지에 열적으로 결합되어 상기 전기 패키지에서 발생하는 열을 수용하고 상기 도체를 통해 상기 열을 상기 전기 패키지로부터 멀리 방산시킨다.

Description

커넥터 하우징의 전기 조립체 {ELECTRICAL ASSEMBLY WITHIN A CONNECTOR HOUSING}
본 발명은 일반적으로 커넥터 하우징 내의 전기 조립체에 관한 것이다.
새로운 반도체 제품에는 측정 감지, 모터 제어, 정보 처리, 정보 저장, 통신 등과 같은 다양한 기능을 수행하는 전자 부품이 포함된다. 이러한 전자 부품은 모터 및 커넥터와 같은 장치의 비좁은 공동(cavity)에 맞도록 충분히 작은 실리콘 칩에 내장될 수 있다. 이러한 반도체 제품은, 예를 들어 일반 모터를, 동력을 공급하는 전통적인 기능을 넘어서는 추가 기능을 갖춘 "스마트" 모터로 전환할 수 있다. 이들 반도체 제품은 또한 모터와 같은 전기 장치를 전원 및/또는 컨트롤러에 연결하는데 사용되는 전기 커넥터의 하우징 내에 배치될 수 있다.
이러한 스마트 장치는 전통적으로 다수의 장치에 의해 수행되는 기능을 하나의 구조로 통합하여, 추가적인 장치의 제조, 조립 및 수리와 관련된 공간적 요구 및 비용을 감소시킨다. 그러나, 모터와 같은 스마트 장치를 교체하는 것은, 스마트 모터에 있는 추가적인 반도체 회로에 의해 기존의 "바보같은(dumb)" 모터보다 비용이 더 들 수 있다. 모터는 일반적으로 모터와 관련된 전기 커넥터보다 먼저 고장 나거나 잘 멎는 경향이 있기 때문에, 모터 하우징 대신 전기 커넥터의 하우징에 인텔리전스(intelligence, 예: 반도체 및 회로)를 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 스마트 전기 커넥터는 통상의 바보같은 모터에 연결될 수 있으며, 이는 추가적인 회로가 상기 커넥터 하우징에서 유지되는 동안 모터가 교체될 수 있도록 한다.
단일 실리콘 칩에 많은 양의 회로가 내장되어 있기 때문에, 일부 기능을 수행하면 상당한 열이 발생한다. 예를 들어, 반도체 칩이 "오프(off)"에서 "온(on)" 및/또는 그 반대로 스위칭 될 때, 오버슈트(overshoot) 및/또는 언더슈트(undershoot)로 알려진 전압 스파이크(voltage spike)로 인해 반도체 칩이 열을 발생할 수 있다. 온도가 허용 임계치를 초과하면, 발생한 열은 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있다. 발생한 열은 칩이 배치된 인쇄 회로 기판, 상기 회로 기판 상의 이웃하는 칩, 및 상기 전기 커넥터의 다른 전기 부품들 뿐만 아니라 칩 자체를 손상시킬 수 있다. 칩의 온도가 임계치 이하의 허용 범위에 있도록 열을 제거하는 것이 중요하며, 특히 다양한 자동차 애플리케이션과 같이 높은 주변 온도에서 작동하는 제품에서는 더욱 그러하다. 종래 기술에 있어서, 전기 회로의 수동적 및 능동적 열 관리에 대한 많은 방법들이 있다. 그러나, 종래의 방법들은, 예를 들어 "스마트" 전기 커넥터의 하드웨어로 저렴하게 통합하는 것을 감안하도록 비용 및 공간을 최소화하는 방식으로 열을 관리하지는 않는다.
상당한 추가 비용 및 부품 없이, 전기 조립체(electrical assembly)로부터의 효과적인 방열을 제공하는 커넥터 하우징 내에 위치하기에 충분히 작은 전자 프로세싱 부품을 갖는, 전기 조립체에 대한 필요성이 남아있다.
상술한 문제는, 기판 상에 배치되고 상기 기판과 전기적으로 연결된 전기 패키지를 포함하는 전기 커넥터의 하우징 내에 고정되도록 구성된, 본 명세서에서 개시된 전기 조립체에 의해 해결된다. 전기 조립체는 또한, 상기 전기 패키지로부터 이격된 위치에서 상기 기판에 종단되어 전력 또는 제어 신호 중 적어도 하나를 상기 기판에 제공하는 도체(conductor)를 포함한다. 상기 도체의 종단 세그먼트(terminating segment)는 상기 전기 패키지와 열적으로 결합되어(thermally coupled) 상기 전기 패키지에서 발생하는 열을 수용하고, 상기 도체를 통해 전기 패키지로부터 열을 방산한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 전기 커넥터의 하우징에 고정되도록 구성되는 전기 조립체는 전기 패키지 및 도체를 포함한다. 상기 전기 패키지는 기판 상에 배치되고 상기 기판에 전기적으로 연결된다. 상기 도체는 상기 전기 패키지로부터 이격된 위치에서 상기 기판에 종단되어 상기 기판에 전력 또는 제어 신호 중 적어도 하나를 제공한다. 상기 도체의 종단 세그먼트는 상기 전기 패키지에 열적으로 결합되어 상기 전기 패키지에서 발생하는 열을 수용하고 상기 도체를 통해 상기 열을 상기 전기 패키지로부터 멀리 방산시킨다.
일 실시 예에서, 상기 도체는 상기 기판에 기계적으로 결합되고 전기적으로 연결되도록 구성되는 정합 단부를 포함하고, 상기 전기 패키지는 상기 기판을 통해 간접적으로 상기 도체와 전기적 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기판은 제1 에지 및 대향하는 제2 에지를 가질 수 있다. 상기 도체의 상기 정합 단부는 상기 제1 에지와 상기 전기 패키지 사이에서 상기 기판과 결합되고 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도체는 상기 전기 패키지의 상면을 가로질러 상기 기판의 제2 에지를 지나도록 연장되도록 배향될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도체는 케이블, 및 상기 종단 세그먼트에서 상기 케이블의 단부에 종단되는 단자를 포함할 수 있다. 상기 단자는 상기 기판에 종단될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 케이블은 상기 단자에 열적으로 결합되는 중심 도체를 포함하고, 상기 열은 상기 중심 도체를 통해 상기 전기 패키지로부터 멀리 방산될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도체는 전기 커넥터의 하우징의 외부로 연장될 수 있다. 또한, 상기 열의 적어도 일부가 상기 하우징의 외부의 상기 도체를 통해 방산되어 상기 하우징의 내부가 냉각될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도체의 상기 종단 세그먼트는 상기 전기 패키지에 기계적으로 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도체는, 상기 종단 세그먼트가 상기 전기 패키지와의 기계적 결합부 방향으로 편향되어 상기 도체와 상기 전기 패키지 사이의 열적 결합을 유지하도록 하는 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전기 조립체는 상기 도체 및 상기 전기 패키지 사이에 위치하는 열적 인터페이스(thermal interface)를 더 포함할 수 있다. 상기 열적 인터페이스는 상기 도체와 상기 전기 패키지 사이의 간격을 메워 상기 전기 패키지로부터 상기 도체로의 열 전달을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 열적 인터페이스는 패드(pad), 접착제(adhesive), 그리스(grease) 및 열판(heat plate) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시 예는 커넥터 하우징 내 전기 조립체 상의, 예를 들어 반도체 칩과 같은 전기 패키지의 열 소산 및 냉각을 제공하는 기술적 효과를 제공한다. 본 발명의 하나 이상의 실시 예는 부피가 크거나 고가인 추가적 열 흡수 장치의 추가 없이 전기 조립체의 전기 패키지를 냉각하는 기술적 효과를 제공한다. 본 발명의 하나 이상의 실시 예는 커넥터 하우징의 좁은 내부 영역 내에 단단히 패키징 된 전기 조립체의 전기 패키지를 냉각하는 기술적 효과를 제공한다.
본 발명은 이제 아래와 같은 첨부 도면들을 참조하여 예시로서 기술될 것이다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따라 형성된 전기 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른 전기 조립체의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된, 예시적인 실시 예에 따른 전기 조립체의 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시 예에 따른 전기 조립체의 사시도이다.
본 명세서에 기술된, 본 발명의 주제의 하나 이상의 실시 예는, 전기 커넥터와 같은 장치의 하우징 내의 전기 패키지에 의해 발생한 열에 대한, 개선된 열 제어 시스템을 제공한다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따라 형성된 전기 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 전기 시스템 (100)은 커넥터(104)를 통해 전기 부하(electrical load; 102)에 전력 및/또는 제어 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 전기 부하(102)는 작동을 위해 전력을 공급받는 모터, 발전기, 저항기 및/또는 그 밖에 이와 유사한 것들일 수 있다. 예를 들어, 전기 부하(102)는 자동차의 자동 도어 락(automatic door lock)을 잠그거나 창문의 높이를 조정하기 위해 전력을 공급받을 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 커넥터(104)는 프로세서, 메모리 저장 장치, 센서 등과 같은 다른 유형의 전기 부품 또는 장치에 연결될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 실시 예들 중 적어도 일부는 모터인 전기 부하(102)에 관련되고, 모터(102)를 지칭할 수도 있다. 전기 시스템(100)은 자동차 산업 및 가전 산업을 포함하는 다양한 산업에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 시스템(100)은 자동차의 파워 윈도우를 높이거나 낮추는데 사용되는 부품 또는 자동차의 파워 시트를 조정하는데 사용되는 부품을 나타낼 수 있다.
전원 신호는 모터(102)에 전류를 공급하여 모터가 동력을 제공하도록 한다. 전원 신호는 배터리 또는 발전기와 같은 전원(106)에 의해 생성된다. 제어 신호는 속도, 타이밍 등과 같은 모터(102)의 출력을 제어하며, 제어 모듈(108)에 의해 제공된다. 제어 모듈 (108)은 고정 배선 논리(hard-wired logic)에 기초한 동작들 및/또는 실질적이고 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(a tangible and non-transitory computer readable storage medium) 상에 저장된 명령들에 기초한 동작들을 수행하는 관련 회로를 갖는 논리 기반의 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어 모듈(108)은 엔진 제어 유닛(ECU)일 수 있다. 제어 모듈(108)은 경우에 따라 사용자 입력 장치(미도시)에 연결되어 사용자 생성 명령(user-generated command)을 수신할 수 있다.
전기 시스템(100) 내의 전력 신호 및/또는 제어 신호는 통신 네트워크 또는 통신 버스(110)를 통해 전달될 수 있다. 통신 버스(110)는, 커넥터(104), 전원(106), 제어 모듈(108) 및/또는 부하(102) 사이에 도전성 경로(conductive path)를 제공하는, 케이블, 와이어 등과 같은 도체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 커넥터(104)는 통신 버스(110)를 통해 전원(106) 및 제어 모듈(108)로부터 각각 전력 신호 및/또는 제어 신호를 수신하고, 수신한 신호를 모터(102)로 전달한다. 커넥터(104)는 커넥터 시스템(100)의 추가적인 부품들을 수용하는 커넥터 하우징(112)을 포함한다. 커넥터 하우징(112)은 모터(102)의 하우징에 직접 부착될 수도 있고, 또는 도 1에 도시된 바와 같이 도체(114)에 의해 모터(102)에 연결될 수도 있다. 도체(114)는 컨택트에 종단되는 케이블 또는 와이어일 수 있다. 도체(114)는 커넥터 하우징(112)의 제1 면(116)으로부터 연장된다. 전원(106)은 커넥터 하우징(112)의 제1 면(116)과 반대편인 제2 면 (120)으로부터 연장되는 도체(118)를 통해 커넥터(104)에 연결된다. 제어 모듈(108)은 역시 하우징(112)의 제2 면(120)으로부터 연장되는 도체(122)를 통해 커넥터(104)와 연결된다. 선택적으로, 도체(118, 122)는 커넥터 하우징(112)에 진입하기 전에 단일 케이블 자켓(미도시) 내에 각각 수용되는 하나 이상의 와이어일 수 있다. 커넥터 하우징(112) 내에서, 도체(118, 122)는 공유된 케이블 자켓으로부터 각각의 컨택트(미도시)에 결합하기 위해 이격된 위치로 연장될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도체(114,118 및/또는 122)는 열 전도성이며 커넥터(104) 내의 다양한 부품으로부터의 열을 방산시키는데 사용된다.
도 1은 본질적으로 도식적인 것이며 한 예로서 의도된 것임을 유의해야 한다. 다양한 실시 예에서, 다양한 양상들 또는 구조들이 생략, 수정 또는 추가될 수 있다. 또한, 다양한 장치, 시스템 또는 다른 양상이 결합될 수 있다. 예를 들어, 전원(106) 및 제어 모듈(108)은 선택적으로 공통 장치 하우징 내에 결합될 수 있다. 또한, 다양한 장치 또는 시스템이 서브-장치 또는 서브-시스템으로 분리될 수 있고, 또는 주어진 장치 또는 시스템의 기능성이 상이한 장치 또는 시스템 간에 공유되거나 다른 방식으로 할당될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도체(118, 122)는 커넥터 하우징(112) 내의 전기 조립체(124)에 전기적으로 결합된다. 전기 조립체(124)는 기판(126)을 포함한다. 기판(126)은 상호 접속(interconnection)을 제공하여 전기 회로를 형성하기 위해 절연층 위에 도전층을 포함한다. 예를 들어, 기판(126)은 인쇄 회로 기판(printed circuit biard)일 수 있다. 기판(126)은 커넥터 하우징(112)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 기판(126)은 하우징(112)의 내부 벽(미도시)에 장착될 수 있다. 모터(102)로 향하는 도체(114)뿐만 아니라, 전원(106) 및 제어 모듈(108)로부터의 각 도체(118, 122) 또한 기판(126)에 종단될 수 있다. 예를 들어, 도체(118, 122, 114)는 각 도체 도체(118, 122, 114)의 말단부(128, 130, 132)에서 기판(126)에 결합될 수 있다. 말단부(128, 130, 132)는 기판(126)에 종단되는 핀, 컨택트, 단자 등을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 도체(118, 122, 114)는 말단부(128, 130, 132) 이외의 임의의 다른 위치에서 기판(126)에 직접 장착되지 않는다. 대안적으로, 도체(114, 118, 122)는 기판(126)에 종단되기보다는, 모터(102)와 같은 다른 부품으로 종단될 수 있다.
전기 조립체(124)는 또한 기판(126) 상에 배치되는 적어도 하나의 전기 패키지(134)를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "전기 패키지"라는 용어는 반도체 마이크로 칩, 칩, 집적 회로, 블록 등을 포함 할 수 있다. 전기 패키지(134)는 적어도 부분적으로 실리콘 또는 게르마늄과 같은 반도체 재료로 구성 될 수 있다. 전기 패키지(134) 내의 회로 요소들은 하나 이상의 정의된 기능을 수행하기 위해 불가분적인 연관성이 있고 전기적으로 상호 연결될 수 있다. 전기 패키지(134)는 컨트롤러 또는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있다. 예를 들어, 전기 조립체(124)의 전기 패키지(134)는 제어 모듈(108, 예를 들어 엔진 제어 유닛)으로부터 제어 신호를 수신하고, 모터(102)의 동작을 제어하도록 구성되는 모터 구동 회로(motor drive circuit)일 수 있다 예를 들어, 전기 패키지(134)는 모터 (102)를 시동 및 정지 시키고, 모터(102)의 정방향 또는 역방향 회전을 선택하고, 모터 (102)의 속도 및/또는 토크를 선택 및 조절하며, 모터(102) 및/또는 관련된 회로에 손상을 줄 수 있는 과부하 및 결함으로부터 보호할 수 있다. 전기 패키지(134)가 그 작업을 수행하는 동안 상당한 열이 발생할 수 있다.
전기 패키지(134)는 기판(126) 상에 장착될 수 있고, 전기 패키지(134)가 기판(126) 상의 도전 경로 또는 트레이스(미도시)를 통해 전력 및/또는 제어 신호를 송수신하도록 기판(126)에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전력 신호는 전원(106)으로부터 도체(118)를 통해 전달될 수 있고, 도체(118)의 말단부(128)에서 기판(126)에 의해 수신될 수 있다. 그 후에, 전력 신호는 기판(126) 상의 다양한 트레이스를 통해 전도될 수 있으며, 적어도 일부의 전력 신호는 전기 패키지(134)에 의해 수신되어, 패키지(134)의 프로세싱 회로에 전력을 공급할 수 있다. 제어 모듈(108)로부터의 제어 신호는, 기판(126) 그리고 전기 패키지(134)로의 도체(122)를 통한 유사한 경로를 따라서 전기 패키지(134)로 전달될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도체(118, 122 및/또는 114)는 기판(126)을 통해 전기 패키지(134)에 간접적으로 전기적 연결되므로, 도체(118, 122, 114) 중 어느 것도 전기 패키지(134)와 직접적으로 전기적 연결되지 않는다. 전기 패키지(134, 예를 들어 모터 구동 회로)로부터 전기 부하(102, 예를 들어 모터)로 전력 신호 및/또는 제어 신호를 전송하기 위해, 신호는 도체(114)의 말단부(132)를 통해 기판(126)으로부터 도체(114)를 따라 형성된 전도성 트레이스(conductive trace)를 통해 전달된다. 그 후에 신호는 도체(114)를 통해 모터(102)로 전파되어 모터(102)의 출력을 제어한다.
일 실시 예에서, 전기 패키지(134)의 다른 면 상의 기판(126)에 장착되기 전에 도체(118, 122)는 제2 면(120)을 통해 커넥터 하우징(112)으로 진입하고 기판(126) 상의 전기 패키지(134)에 걸쳐 확장된다. 예를 들어, 기판(126)은 커넥터 하우징(112)의 제1 면 및 제2 면(116, 120)을 각각 반영하는(mirroring) 제1 에지(136) 및 제2 에지(138)를 갖는다. 도체(118, 122)의 말단부(128, 130)는 제1 에지(136) 및 전기 패키지(134) 사이의 위치에서 기판(126)에 장착된다. 또한, 도체(118, 122) 중 적어도 하나가 전기 패키지(134) 위로 통과하도록, 도체(118, 122)는 장착 위치로부터 기판(126)의 제2 면(138)을 향해 연장된다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 하우징(112)의 제2면(120)을 나가기 전에, 도체(118, 122)는 모두 전기 패키지(134)를 가로질러 연장된다. 선택적으로, 도체(114)는 기판(126)의 제1 에지(136)와 전기 패키지(134) 사이에서 기판(126)에 장착 될 수 있다. 대안적으로, 도체(114)는 기판(138)의 제2 에지(138)와 전기 패키지(134) 사이에서 장착될 수 있고, 도체(114)는 또한 커넥터 하우징(112)의 제1 면(116)을 나가기 전에 전기 패키지(134)를 가로질러 연장되도록 배치될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 도체(114)는 전기 패키지(134)를 가로질러 연장되는 반면, 도체(118) 및/또는 도체 (122)는 전기 패키지(134)를 가로질러 연장되지 않는다.
도 1은 본질적으로 도식적인 것이며 한 예로서 의도된 것임을 유의해야 한다. 다양한 실시 예에서, 도체(114,118 및/또는 122) 각각은 단자에 종단된 하나 이상의 도전성 와이어 또는 케이블을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 도체(114)는 단일 라인으로만 표시되었으나, 도체(114)는 전력 신호 및/또는 제어 신호를 전달하는 다수의 와이어를 포함할 수 있다. 유사하게, 도 1에서 도체(118, 122)는 개별적인 두 개의 라인으로 도시되었으나, 도체(118, 122)는 모터(102)에 대한 도체(114)보다 적거나, 같거나, 또는 더 많은 와이어 또는 케이블을 포함하도록 결합될 수 있다.
전기 패키지(134)의 통상적인 동작 중에 열이 발생할 수 있다. 발생한 열이 상당할 수 있다. 전기 조립체(124)가 커넥터 하우징(112) 내에 위치하므로, 발생한 열은 전기 패키지(134)로부터 하우징(112) 내부로 방출될 수 있으며, 하우징(112)의 내부에서 비교적 열이 포함될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(104)의 하우징(112)은 작은 부피의 공기를 정의할 수 있고, (예를 들어, 상대 커넥터에 결합될 때) 전기적 간섭 및/또는 모래, 흙 및 액체와 같은 오염 물질로부터 내부의 전기 부품들을 보호하기 위해 외부 개구가 거의 없거나 전혀 없는 것으로 설계될 수 있다. 열은 하우징(112)의 작은 내부 부피를 채울 수 있고, 열을 방산하고 전기 패키지(134)를 식히기에는 불충분한 공기 흐름이 하우징(112)을 통하므로 커넥터(104)의 내부 온도가 상승한다. 온도가 주어진 임계값을 초과하면, 열은 커넥터(104)의 전기 패키지(134), 기판(126), 도체(114, 118, 122) 및/또는 다른 구성 요소에 심각한 손상을 초래할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 전기 패키지(134)에 의해 생성된 열은 적어도 부분적으로 하나 이상의 도체(114, 118, 122)를 통해 커넥터 하우징(112)으로부터 방열될 수 있다. 예를 들어, 도체(114, 118, 122)가 열을 흡수하고 도체의 길이 방향을 따라 열을 전도하게 구성되도록, 도체(114, 118, 122)는 열 전도성 및 전기 전도성인 물질로 구성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전기 패키지(134)에 의해 생성된 열의 적어도 일부는 전기 패키지(134)를 가로 질러 연장되는 도체(118, 122)에 의해 흡수될 수 있다. 도체(118, 122)가 패키지(134)에 열적으로 결합되도록, 도체(118, 122)는 전기 패키지(134)의 표면에 직접 물리적으로 접촉하거나, 전기 패키지(134)와 직접 물리적으로 접촉하지 않더라도 전기 패키지(134)에 근접할 수 있다. 예를 들어, 도체(118, 122)와 패키지(134) 사이에 위치하는 열적 인터페이스(thermal interface)에 의해, 도체(11, 122)는 전기 패키지(134)로부터 분리될 수 있다. 열은 도체(118, 122) 내의 와이어 및/또는 케이블에 의해 흡수될 수 있다. 열은 도체(118, 122)의 길이 방향을 따라 전달될 수 있으며, 여기서 열은 도체(118, 122)로부터 방산된다. 예를 들어, 열은 도체(118, 122)를 따라 전기 하우징(112)의 제2 면(120)을 통해 전원(106) 및/또는 제어 모듈(108)을 향하는 방향으로 전달될 수 있다. 설사 열이 전원(106) 및/또는 제어 모듈(108)에서 수신되더라도, 최소한의 열이 전원(106) 및/또는 제어 모듈(108)에서 수신되도록, 열은 도체(118, 122)로부터 상기 경로를 따라 방산된다.
전기 패키지(134)에 의해 발생한 열의 적어도 일부를 전기 도체(118, 122)에 의해 흡수 또는 운반하는 것은 커넥터 하우징(112)로부터 효과적으로 열을 제거할 수 있다. 결과적으로, 커넥터 하우징(112)이 냉각되어 내부 온도가 감소한다. 따라서, 내부 온도가 임계 값을 초과하여 내부의 전기 부품들을 손상하는 것이 방지될 수 있다. 도체(114, 118, 122)는 전기 패키지(134)에 직접 전기적으로 연결되지 않지만, 이러한 도체(114, 118, 122)는 전기 패키지(134)에 직접 열적으로 결합될 수 있을 것이다. 예시적인 실시 예에서, 전기 도체(114, 118, 및/또는 122)는 열을 커넥터 하우징(112) 외부로 방출하여 냉각을 제공하는 방열 부재(heat sinking member) 뿐만 아니라 커넥터(104)로 또는 커넥터로부터의 신호 전달을 위한 이중 목적으로 사용된다.
선택적으로, 전기 조립체(124)는 기판(126) 상에 배치된 다수의 전기 패키지(134)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 도체(114, 118, 122)는 각각의 전기 패키지(134)를 가로질러 연장되도록, 그리고 각각의 전기 패키지(134)와 열적으로 결합되도록 구성될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른 전기 조립체(200)의 사시도이다. 전기 조립체(200)는 도 1에 도시된 전기 조립체(124)와 유사할 수 있다. 전기 조립체(200)는 도 1에 도시된 전기 커넥터(104)의 커넥터 하우징(112) 내에 배치되도록 구성될 수 있다. 전기 조립체(200)는 기판(202), 및 기판(202) 상에 배치되고 기판(202)과 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 전기 패키지(204)를 포함한다. 기판(202)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전기 조립체(200)는 제1 전기 패키지(204A) 및 제2 전기 패키지(204B)를 포함한다. 전기 패키지(204)는 (예를 들어, 고정 배선 논리(hard-wired logic)에 기초하는) 하나 이상의 동작을 수행하기 위한 전자 회로의 세트들이 내장된 반도체 칩일 수 있다. 전기 패키지(204A)는 선택적으로 컨트롤러일 수 있고, 패키지(204B)는 전계 효과 트랜지스터(FET)일 수 있다. 비록 전기 패키지(204A 및 204B)는 동일한 기판(202) 상에 배치되더라도, 이들은 상이한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 패키지(204A)는 데이터 처리를 위해 사용될 수 있는 반면 패키지(204B)는 데이터 저장 또는 통신을 위해 사용될 수 있다. 전기 패키지(204A, 204B) 각각은 열을 발생시킬 수 있다. 전기 패키지(204)는 기판(202)에 전기적으로 연결된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "전기적으로 접속됨"은 전도성 및/또는 유도성으로 전기적 결합됨을 의미한다. 두 개의 부품들은 (구성 요소가 전도적으로 결합되도록) 직접적인 기계적 결합을 통해, 또는 기계적 결합없이 간접적인 유도 결합을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 전기 패키지(204)는 기판(202)으로부터 전력 신호 및/또는 제어(예를 들어, 데이터) 신호를 수신하고, 전력 신호 및/또는 제어 신호를 기판(202)에 전송한다.
기판(202)의 상면(top surface, 206) 상의 전기 패키지(204)의 수 및 상대적 배치는 선택적이며 목표로 하는 기능 및 회로에 의존할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시 예에서, 전기 패키지(204A 및 204B)는 일반적으로 기판(202)의 제1 에지(208) 및 제2 에지(210)에 평행한 축(207)을 따라 정렬된다. 대안적인 실시 예에서, 제1 및 제2 에지(208, 210)에 (또한 예를 들어, 축(207)에) 수직인 축(도시 생략)을 따라 나란하게 정렬될 수 있다. 대안적으로, 전기 패키지(204A 및 204B)는 대각선으로 정렬되거나 공유 축과의 정렬로부터 엇갈려 배치될 수 있다. 선택적으로, 전기 조립체(200)는 도 2에 도시된 두 개의 전기 패키지(204A, 204B)보다 많거나 적을 수 있다.
전기 조립체(200)는 적어도 하나의 도체(211)를 포함한다. 도체(들)(211)은 도 1에 도시된 도체(114, 118, 122) 중 하나 또는 그 이상과 유사할 수 있다. 도체(들)(211)은 케이블(214) 및 상기 케이블(214)의 말단(215)에 결합되거나 종단되는 단자(212)를 포함한다. 도시된 실시 예에서, 전기 조립체(200)는 각각의 단자(212A, 212B, 및 212C) 및 케이블(214A, 214B 및 214C)을 포함하는 세 개의 도체(211)를 포함한다. 각각의 단자(212)는 기판(202)에 전기적으로 연결되도록 구성되는 정합 단부(mating end, 216)를 구비한다. 단자(212)는 또한 케이블(214)에 결합하도록 구성되는 종단 세그먼트(218)를 갖는다. 단자(212)는 구리 또는 다른 금속과 같은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 선택적으로, 단자(212)는 얇은 금속 시트를 원하는 형상으로 스탬핑하고 형성함으로써 제조될 수 있다.
각 단자(212)의 정합 단부(216)는 기판(202)에 납땜(soldered) 및/또는 관통 연결(through-hole connected)되어 기판(202)에 단자(212)를 종단시키고, 기판에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 정합 단부(216)는, 기판(202)의 상면(206)의 정의된 구멍(222) 내로 연장되는 핀(302, 도 3에 도시됨)을 포함한다. 핀(302)은 죔쇠 끼워맞춤(interference fit) 또는 납땜에 의해 구멍(222) 내에 유지될 수 있다. 선택적으로, 정합 단부(216)의 수평 바(horizontal bar, 224)는 기판(202)의 상면(206)에 납땜 되어 단자(212)를 기판(202)에 전기적으로 결합하고 고정시킬 수 있다.
케이블(214)은 중심 도체(310, 도 3에 도시됨) 및 외부 피복(sheath) 또는 자켓(220)을 포함한다. 중심 도체(310)는 구리와 같은 도전성 금속 물질이고, 하나 이상의 공동 연장 와이어(coextending wire), 얽힌 와이어(interwinded wire) 또는 편조 와이어(braided wire)를 포함할 수 있다. 외부 자켓(220)은 중심 도체(310)를 따라 전도되는 전류를 절연하기 위해 플라스틱 중합체와 같은 절연 재료로 형성될 수 있다. 선택적으로, 케이블(214)은 중심 도체(310)와 외부 자켓(220) 사이에 하나 이상의 추가적인 절연층 및/또는 도전층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 케이블(214)은 단자(212)의 종단 세그먼트(218) 내에 수용되고, 종단 세그먼트(218)는 케이블(214)에 종단된다. 케이블(214)의 중심 도체(310)는 종단 세그먼트(218)에 크림프(crimped) 되거나 납땜(soldered) 될 수 있다. 예를 들어, 단자(212)의 종단 세그먼트(218)는 케이블(214)의 외부 자켓(220) 및/또는 중심 도체(310) 둘레로 크림프 되는 하나 이상의 날개 또는 아암(arm, 미도시)을 포함할 수 있다. 크림프 및/또는 납땜 되면, 단자(212)는 케이블(214)의 중심 도체(310)와 전기적으로, 그리고 열적으로 결합한다.
케이블(214)은 기판(202)으로 또는 기판으로부터 전력 신호 및/또는 제어 신호를 전달할 수 있다. 본 명세서에서, 전력 신호를 전달하는 케이블은 포지티브 와이어, 접지 와이어 및/또는 중성 와이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이블(214A 및 214B)은 모두 전력 케이블이고, 케이블(214A)은 양극 또는 "핫(hot)" 와이어이며, 케이블(214B)은 접지 와이어일 수 있다. 또한, 케이블(214C)은 제어 배선을 포함하여 제어 신호를 기판(202)으로 및/또는 기판으로부터 주고받을 수 있다. 선택적으로, 제4 케이블(미도시)은 중성 전력 와이어 또는 추가적인 제어 케이블로서 사용될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 전기 조립체(200)는 도 2에 도시된 세 개의 케이블(214A~214C)보다 많거나 또는 적은 수의 케이블을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 전기 신호(예를 들어, 전력용 전기 신호 및/또는 제어용 전기 신호)는 각각의 케이블(214)에 의해 종단 세그먼트(218)를 통하여 단자(212)에 전달된다. 전기 신호는 또한 단자(212)를 따라 정합 단부(216)를 통해 기판(202)에 중계된다. 각 단자(212)의 정합 단부(216)는 전기 패키지(들)(204)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시 예에서, 정합 단부(216)는 기판(202)의 제1 에지(208)와 전기 패키지(204) 중 어느 하나(예를 들어, 패키지(204B))의 제1 에지(226) 사이의 위치(예를 들어, 관통 구멍(222))에서 기판(202)과 전기적으로 결합할 수 있다. 상기 위치는 제1 에지(226)로부터 거리(D1) 만큼 이격되어 있다. 전기 신호가 정합 단부(216)를 통해 기판(202)에 전달되면, 신호는 기판(202)의 상면(206) 상에 정의된 도전성 트레이스(미도시)를 따라 전기 패키지들(204A, 204B) 중 어느 하나 또는 양자 모두에 거리(D1) 만큼 전파되어, 전기 패키지(들)(204)에 전력 및/또는 제어(예를 들어, 데이터)를 제공할 수 있다. 이와 같이, 단자(212)는 전력 신호 또는 제어 신호 중 적어도 하나를 부착된 케이블(214)로부터 기판(202)을 통해 적어도 하나의 전기 패키지(204)에 간접적으로 제공한다. 일 실시 예에서, 전기 신호는 단자(212)에서 전기 패키지(204)로 직접 전달되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 전기 패키지(204)로부터 케이블(214)에 결합된 하나 이상의 외부 장치로 전기 신호를 전송하기 위해 동일한 전체 경로가 반대로 될 수 있다. 상기 외부 장치들은, 전기 조립체(200)가 장착되는 커넥터 하우징(112, 도 1에 도시됨)의 외부에 있을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 각각의 단자(212)는 장착된 정합 단부(216)로부터 적어도 하나의 전기 패키지(204)를 향해 연장되도록, 그리고 적어도 부분적으로 전기 패키지(들)(204)의 상면(228)을 가로질러 연장되도록 배향되거나 정렬될 수 있다. 예를 들어, 단자(212)는 전기 패키지(들)(204)의 제1 에지(226)를 가로질러(여기에 단자(212) 또는 케이블(214) 중 어느 하나가 결합됨), 전기 패키지(들)(204)의 반대편 제2 에지(230)를 지나도록 연장된다. 따라서, 단자(212)의 종단 세그먼트(218)는 전기 패키지(들)(204)의 상면(228) 위에 위치한다. 종단 세그먼트(218)는 전기 패키지(들)(204)의 상면(228)과 직접 물리적으로(예를 들어, 기계적으로) 접촉할 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 종단 세그먼트(218)는 상면(228)과 물리적으로 접촉하지 않고, 상면(228)보다 약간 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 종단 세그먼트(218)와 상면(228) 사이에 배치되는 열 전도성 인터페이스(thermal conductive interface, 예를 들어, 페이스트(paste), 그리스(grease), 접착제 또는 다른 중간 물질(intermediary))를 통해, 종단 세그먼트(218)가 간접적으로 전기 패키지(들)(204)에 접촉할 수 있다. 상기 열적 인터페이스(thermal interface)는 열 전달을 지원하여, 종단 세그먼트(218)가 직접적인 물리적 접촉 없이 전기 패키지(204)에 열적으로 결합되도록 할 수 있다.
전기 패키지(들)(204) 상에 종단 세그먼트(218)가 위치하는 것은, 각각의 단자(212)가 패키지(들)(204)의 상면(228)에 열적으로 연결되도록 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 온도 구배(temperature gradient)의 존재 하에서 두 물체 사이의 열 커플링(thermal coupling)은 상기 물체들 중 하나로부터 다른 물체로의 (예를 들어, 전도를 통한) 열 전달의 형태로 열 에너지를 나타낸다. 열적으로 결합된(thermally coupled) 물체는 또한 열 방사(thermal radiation) 및/또는 대류(convection)를 통해 열 에너지를 전달할 수 있다. 따라서, 전기 패키지(204)에서 발생한 열은 전기 패키지(204)에 열적으로 결합된 종단 세그먼트(218)로 전달될 수 있다. 부착된 케이블(214)의 단자(212) 및 중심 도체(310)는 모두 열 전도성이며 크림프 싱크(crimp sink)를 생성하고, 따라서 단자(212)에 의해 수신된 열은, 열을 생성하는 전기 패키지(204)에서 이격된 위치에서 케이블(214)을 통해 단자(212)로부터 방열된다. 전기 패키지(204)로부터 떨어진 위치에서의 열 전도는 전기 패키지(204)를 냉각시킨다. 또한, 케이블(214)은 커넥터(104, 도 1에 도시됨)와 외부 장치(예를 들어, 전원(106), 제어 모듈(108), 전기 부하(102) 등) 사이의 도체로서 사용될 수 있기 때문에, 케이블(214)은 커넥터 하우징(112, 도 1에 도시됨) 자체로부터 외부로 연장될 수 있다. 따라서, 케이블(214)을 통해 전도된 열의 적어도 일부는 하우징(112)의 외부로 (예를 들어, 주변 환경으로) 방산되어, 하우징(112)의 내부를 효과적으로 냉각시킨다.
예시적인 실시 예에서, 적어도 하나의 단자(212)는 기판(202) 상에 배치된 각각의 전기 패키지(204)와 열적으로 결합한다. 두 개의 전기 패키지(204A, 204B)를 갖는 도시된 실시 예에서, 단자(212A)는 제1 전기 패키지(204A)를 가로질러 연장되고, 단자(212C)는 제2 전기 패키지(204B)를 가로질러 연장되며, 중간 단자(212B)는 제1 및 제2 전기 패키지(204A, 204B) 사이의 간격(232) 위로 연장되고 양 전기 패키지(204A, 204B)의 에지들을 적어도 부분적으로 가로질러 연장된다. 대안적으로, 중간 단자(212B)는 제1 및 제2 전기 패키지(204A, 204B)를 분할하는 간격(232) 위로 연장되는 대신에, (예를 들어, 종단 세그먼트(218)에 대응하는 열 전달 영역을 증가시키기 위하여) 제1 또는 제2 전기 패키지(204A, 204B)만을 가로질러 연장되도록 위치할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른 도 2에 도시된 전기 조립체(200)의 단면도이다. 단면은 도 2의 3-3 선을 따른다. 도 3에서, 도체(211)의 단자(212)는 기판(202)에 장착된다. 보다 구체적으로, 단자(212)의 정합 단부(216)의 핀(302)은 기판(202)의 정의된 구멍(222)으로 수용된다. 핀(203)은 기계적인 죔쇠 끼워맞춤, 접착제, 본드 또는 납땜 등과 같은 수단에 의해 구멍(222) 내에 유지될 수 있다.
단자(212)의 정합 단부(216)는 아암(arm, 304)에 의해 종단 세그먼트(218)에 연결된다. 아암(304)은 정합 단부(216)를 종단 세그먼트(218)와 기계적 및 전기적으로 결합하여, 케이블(214)과 기판(202) 사이에서 단자(212)의 길이 방향을 통한 전기 신호의 전송을 허용한다. 예시적인 실시 예에서, 정합 단부(216)가 전체적으로 종단 세그먼트(218)에 수직이 되도록, 아암(304)은 대략 90도로 각지거나 구부러질 수 있다. 대안적으로, 정합 단부(216)가 관통-홀 장착되는(through-hole mounted) 대신 기판(202)의 표면에 납땜되는 경우, 정합 단부(216)는 표면 상에서 평평할 수 있고, 종단 세그먼트(218)에 대해 수직이 아닐 수 있다. 아암(304)은 종단 세그먼트(218)가 전기 패키지(204)의 상면(228)에 대체로 평행하게 배향될 수 있도록 구부러진다. (예컨대, 패키지(204)의 표면(228)에 대해 각진 배향을 갖는 종단 세그먼트(218)와는 대조적으로,) 상기 평행 배향은 종단 세그먼트(218)와 패키지(204) 사이의 열 전달 영역을 증가시킨다. 아암(304)은, 정합 단부(216)가 기판(202)에 장착되는 위치로부터 전기 패키지(204)의 에지(226) 사이의 거리(D1)에 걸쳐 이어지는 길이(LI)뿐만 아니라, 높이(HI)를 포함하여 구성된다. 아암(304)의 높이(H1)는 종단 세그먼트(218)가 패키지(204)의 상면(228)과 열적으로 결합하게 하는 전기 패키지(204)의 높이(H2)를 고려하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 종단 세그먼트(218)은 열적 인터페이스 장치/재료를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 전기 패키지(204)와 물리적으로 접촉할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 정합 단부(216)에서 단자(212)가 기판(202)에 장착될 때, 종단 세그먼트(218)가 패키지(204)의 상면(228)과 직접 접촉하도록 편향되도록, 단자(212)가 형성된다. 편향력은 고정된 정합 단부(216)에 고정된 편향 가능한 아암(304)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 아암(304)은 종단 세그먼트(218) 상에 하방 편향력을 인가하는 하향 만곡부(316)를 포함할 수 있다. 종단 세그먼트(218)를 바이어싱하여 전기 패키지(204)와 물리적 접촉을 시킴으로써 단자(212)와 패키지(204) 사이의 열 결합의 유지가 지원된다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 패키지(204)의 표면(228)과 종단 세그먼트(218)의 저면(306) 사이에 접착제(예를 들어, 열 전도성 접착제)가 도포되어 두 면(228, 306) 사이의 접촉을 유지할 수 있다. 또한, 전기 조립체(200)가 장착되는 커넥터 하우징(112, 도 1에 도시됨)은 종단 세그먼트(218)를 위로부터 가압하여 종단 세그먼트(218)가 패키지(204)의 상면(228)과 계속적으로 열적 결합(thermally coupled)되도록 하는 하나 이상의 특징부(feature)를 포함할 수 있다.
전기 패키지(204)에 열적으로 결합되는 것에 더하여, 종단 세그먼트(218)는 케이블(214)에 종단된다. 일 실시 예에서, 케이블(214)의 단부(215)는 종단 세그먼트(218)에 크림프 될 수 있다. 예를 들어, 외부 자켓(220)은 전기 패키지(204) (218)의 절연 크림핑 배럴(insulation crimping barrel, 308)에 크림프 될 수 있고 케이블(214)의 중심 도체(310)는 종단 세그먼트(218)의 와이어 크림핑 배럴(wire crimping barrel, 312)에 크림프 될 수 있다. 따라서, 중심 도체(310)는 단자(212)의 종단 세그먼트(218)와 기계적 및 전기적으로 결합된다. 또한, 중심 도체(310)는 종단 세그먼트(218)와 열적으로 결합(예를 들어, 두 구성 요소의 열 전도성 재료로 인해)하여 크림프 싱크(crimp sink)를 만든다. 따라서, 단자(212)의 종단 세그먼트(218)에 의해 수신되는, 전기 패키지(204)로부터의 열은 케이블(214)의 길이 방향을 따라 중심 도체(310)를 통해 전달(예를 들어, 전도, 방사 등)된다. 열은 상기 크림프 싱크를 통해 방향(314, 예를 들어 케이블 (214)이 연장되는 방향)으로 전기 패키지(204)로부터 멀리 전달된다. 열이 중심 도체(310)를 횡단함에 따라, 중심 도체(310)의 온도를 실질적으로 증가시키지 않으면서 케이블(214)로부터 열에너지가 소산된다.
도 3에 도시된 실시 예와는 달리, 케이블(214)로 종단되는 종단 세그먼트(218)의 크림핑 부분은 전기 패키지(204)에 열적으로 결합하도록 구성된 종단 세그먼트(218)의 부분과 구별될 수 있다. 예를 들어, 패키지(204)로부터 단자(212)로의 열 전달을 증가시키기 위해, 열 결합 부분은 크림핑 부분에 인접하여 크림핑 부분과는 개별적으로 형성될 수 있다. 그러나, 전송되는 전기 신호 및/또는 단자(212)와 케이블(214) 사이에서 전달되는 열 에너지가 부정적으로 영향을 받지 않도록 하기 위해, 위 두 부분들은 전기적, 열적 및 기계적으로 결합될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시 예에 따른 전기 조립체(400)의 사시도이다. 전기 조립체(400)는 전기 조립체(200)와 유사할 수 있다. 전기 조립체(200)의 구성 요소와 공통되는 전기 조립체(400)의 구성 요소는 유사하게 표시된다. 도시된 실시 예에서, 전기 조립체(400)의 전기 패키지(204)는 식별된 열 전달 영역(402)을 포함할 수 있다. 열 전달 영역(402)은 패키지(204) 표면의 다른 영역보다 더 많은 열을 방출하는 외부 표면 영역일 수 있다. 열 전달 영역(402)은 전기 조립체(400)에 조립되기 전에 전기 패키지(204)의 제조자 또는 공급자에 의해 식별될 수 있다. 대안적으로, 패키지(204)의 다양한 표면들로부터 방출되는 열을 측정함으로써, 열 전달 영역(402)은 패키지(204)를 기판(202)에 결합한 이후에 결정될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 열 전달 영역(402)은 두 개의 전기 패키지들(204)의 상면(228)을 따라 위치한다.
예시적인 실시 예에서, 도체(211)의 단자(212)는, 종단 세그먼트(218)의 적어도 일부가 전기 패키지(204)의 식별된 열 전달 영역(402)에 열적으로 결합하도록 정렬되거나 배향된다. 따라서, 전기 패키지(204)의 열 전달 영역(402)에서 방출되는 열은 종단 세그먼트(218)에 의해 수용되어 케이블(214)의 중심 도체(310, 도 3에 도시됨)를 따라 전기 패키지(204)로부터 멀리 전달될 수 있다. 선택적으로, 패키지(204)의 상면(228)과 단자(212) 사이의 열 전달을 증가시켜 전달되는 열 에너지량을 증가시키기 위해, 각 단자(212)의 종단 세그먼트(218)는 각 단자(212)의 적어도 다른 부분보다 넓은 베이스를 갖도록 형성될 수 있다.
선택적으로, 전기 조립체(400)는 단자(212)와 전기 패키지(204) 사이에 위치하는 열적 인터페이스(thermal interface, 미도시)를 포함할 수있다. 상기 열적 인터페이스는 열 전달 패드, 열 전달 접착제, 열 전달 그리스, 추가적인 열판(heat plate) 등을 포함할 수 있다. 상기 열적 인터페이스는 전기 패키지(204) 상의 식별된 열 전달 영역(402) 위에 위치할 수 있다. 패키지(204)의 상면(228)과 종단 세그먼트(218)의 저면(306, 도 3에 도시됨) 사이의 간격을 메움으로써, 상기 열적 인터페이스는 패키지(204)와 단자(212) 사이의 열 전달을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 열적 인터페이스는 상기 두 면(228, 306) 사이의 간격을 메워 상기 인터페이스를 통해 열이 직접적으로 전도되도록 할 수 있는데, 이는 두 면 사이의 공기(예를 들어, 두 면 사이의 간격에 있는 공기)를 통한 대류 또는 방사보다 효율적인 열 전달 형태이다.
다른 실시 예에서, 상면(228)에 추가하여 또는 그 대신에, 도체(211)는 전기 패키지(204)의 하나 이상의 다른 표면에 열적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 패키지(204)의 상면(228) 에지로부터 수직 하방으로 연장되는 적어도 하나의 측면과 종단 세그먼트가 열적으로 결합되도록, 단자는 구부러지거나 비틀어질 수 있다. 다른 실시 예에서, 종단 세그먼트가 패키지(204)의 두 개의 인접한 수직 표면과 열적으로 결합하도록, 종단 세그먼트는 전체적으로 직각의 접힘(crease)을 갖도록 구성될 수 있다.
본 명세서의 하나 이상의 실시 예는 커넥터 하우징 내 전기 조립체 상의, 예를 들어 반도체 칩과 같은 전기 패키지의 열 소산 및 냉각을 제공하는 기술적 효과를 제공한다. 하나 이상의 실시 예는 부피가 크거나 고가인 추가적 열 흡수 장치의 추가 없이 전기 조립체의 전기 패키지를 냉각하는 기술적 효과를 제공한다. 하나 이상의 실시 예는 커넥터 하우징의 좁은 내부 영역 내에 단단히 패키징 된 전기 조립체의 전기 패키지를 냉각하는 기술적 효과를 제공한다.
상술한 설명은 예시적인 것으로서, 발명을 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 전술한 실시 예들(및/또는 그들의 양상들)은 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 교시에 채용하도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 기재된 치수, 재료의 유형, 다양한 구성 요소의 배향, 및 다양한 구성 요소의 수 및 위치는 특정 실시 예의 파라미터를 정의하기 위한 것으로서, 결코 제한적인 것이 아니며 단지 예시적인 실시 예이다. 상술한 설명을 검토하여 청구항들의 사상 및 범위 내의 다양한 다른 실시 예 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위를 참조하여, 그러한 청구 범위에 부여되는 균등물의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다.
100: 전기 시스템 102: 전기 부하
104: 커넥터 106: 전원
108: 제어 모듈 110: 통신 버스
112: 커넥터 하우징 114, 118, 122: 도체
116: 제1 면 120: 제2 면
124: 전기 조립체 126: 기판
128, 130, 132: 말단부 134: 전기 패키지
136: 제1 에지 138: 제2 에지

Claims (10)

  1. 전기 커넥터(104)의 하우징(112)에 고정되도록 구성되는 전기 조립체로서:
    기판(202) 상에 배치되고 상기 기판에 전기적으로 연결되는 전기 패키지(204); 및
    상기 전기 패키지로부터 이격된 위치에서 상기 기판에 종단되어 상기 기판에 전력 또는 제어 신호 중 적어도 하나를 제공하는 도체(211) ― 상기 도체의 종단 세그먼트(218)는 상기 전기 패키지에 열적으로 결합되어 상기 전기 패키지에서 발생하는 열을 수용하고 상기 도체를 통해 상기 열을 상기 전기 패키지로부터 멀리 방산시킴 ― 를 포함하는, 전기 조립체(200).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211)는 상기 기판(202)에 기계적으로 결합되고 전기적으로 연결되도록 구성되는 정합 단부(216)를 포함하고,
    상기 전기 패키지(204)는 상기 기판을 통해 간접적으로 상기 도체와 전기적 연결되는, 전기 조립체(200).
  3. 제2 항에 있어서, 상기 기판(202)은 제1 에지(208) 및 대향하는 제2 에지(210)를 갖고,
    상기 도체(211)의 상기 정합 단부(216)는 상기 제1 에지와 상기 전기 패키지(204) 사이에서 상기 기판과 결합되고 전기적으로 연결되며,
    상기 도체는 상기 전기 패키지의 상면(228)을 가로질러 상기 기판의 제2 에지를 지나도록 연장되도록 배향되는, 전기 조립체(200).
  4. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211)는 케이블(214), 및 상기 종단 세그먼트(218)에서 상기 케이블의 단부(215)에 종단되는 단자(212)를 포함하고,
    상기 단자는 상기 기판(202)에 종단되는, 전기 조립체(200).
  5. 제4 항에 있어서, 상기 케이블(215)은 상기 단자(212)에 열적으로 결합되는 중심 도체(310)를 포함하고,
    상기 열은 상기 중심 도체를 통해 상기 전기 패키지(204)로부터 멀리 방산되는, 전기 조립체(200).
  6. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211)는 전기 커넥터(104)의 하우징(112)의 외부로 연장되고,
    상기 열의 적어도 일부가 상기 하우징의 외부의 상기 도체를 통해 방산되어 상기 하우징의 내부가 냉각되는, 전기 조립체(200).
  7. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211)의 상기 종단 세그먼트(218)는 상기 전기 패키지(204)에 기계적으로 결합되는, 전기 조립체(200).
  8. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211)는,
    상기 종단 세그먼트(218)가 상기 전기 패키지(204)와의 기계적 결합부 방향으로 편향되어 상기 도체와 상기 전기 패키지 사이의 열적 결합을 유지하도록 하는 형태를 갖는, 전기 조립체(200).
  9. 제1 항에 있어서, 상기 도체(211) 및 상기 전기 패키지(204) 사이에 위치하는 열적 인터페이스(thermal interface)를 더 포함하고,
    상기 열적 인터페이스는 상기 도체와 상기 전기 패키지 사이의 간격을 메워 상기 전기 패키지로부터 상기 도체로의 열 전달을 향상시키는, 전기 조립체(200).
  10. 제9 항에 있어서, 상기 열적 인터페이스는 패드(pad), 접착제(adhesive), 그리스(grease) 및 열판(heat plate) 중 적어도 하나인, 전기 조립체(200).
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